Detecção Remota nas diferentes fases da Gestão de Emergências. Ana Maria Fonseca

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1 Utilização da Detecção Remota nas diferentes fases da Gestão de Emergências Ana Maria Fonseca

2 RESUMO Gestão de Emergências Fases Contribuição da DR Programas Europeus GMES Global Monitoring for Environment and Security Estísticas International Charter for Space and Major Disasters Colaboração do LNEC em Projectos DR/Gestão Emergências SubSin Riversar Utilização de técnicas de PDI na monotorização de patologias em obras de Engenharia 2

3 Gestão de Emergências - Fases Desastre/Emergência: situação ou evento, que ultrapassa as capacidades locais, necessitando de um pedido nacional ou internacional de ajuda. Preparação/Prevenção actividades destinadas a prevenir ou reduzir o impacto dos desastres levantamento de riscos e vulnerabilidades, formação dos técnicos e das populações, sistemas de alerta precoce Resposta reacção imediata à emergência Recuperação actividades pós emergência para reinstalar as comunicações e gerir a reconstrução 3

4 Gestão de Emergências - Fases - DR Análise da Perigosidade DR Análise do Risco DR Análise dos Impactos DR Educação das Populações DR Planeamento da Resposta Monitorização DR Previsão DR Sistemas de Alerta Cartografias expedita da situação Intervenção DR Disseminação do conhecimento adquirido Reconstrução Avaliação dos danos Monitorização da Reconstrução DR

5 PROGRAMAS EUROPEUS 5

6 PROGRAMAS EUROPEUS Os Serviços GMES são baseados em dados de monitorização da Terra, adquiridos a partir do espaço (satélites), na atmosfera (instrumentos aerotransportados, balões, etc), nos rios e oceanos (bóias, instrumentos a bordo de navios, etc.) ou em terra (estações terrestres, sismógrafos, etc.), e produzem informação na forma de mapas, conjuntos de dados, relatórios, alertas, etc.. Serviço de gestão de emergências, com uma cobertura global, pretende abranger uma ampla gama de situações de emergência resultantes de desastres naturais ou provocados pelo homem. Este serviço cobre em particular inundações, incêndios florestais, deslizamentos de terra, terramotos, erupções vulcânicas e crises humanitárias. 6

7 PROGRAMAS EUROPEUS 7

8 GMES - ESTÍSTICAS Os danos causados por desastres reportados na década aumentaram 52% em comparação com o período de

9 GMES - ESTÍSTICAS Fatalidades Pessoas afectadas Desastres 9

10 GMES - ESTÍSTICAS 10

11 GMES - ESTÍSTICAS 11

12 GMES - ESTÍSTICAS Danos anuais médios (mil milhões US$) por tipo de emergência ( ) 12

13 GMES - ESTÍSTICAS

14 GMES - ESTÍSTICAS

15 GIO - GMES Inicial Operations The GIO EMS - Mapping in rush mode (page 3); The GIO EMS - Mapping in non-rush mode (page 3); The GIO EMS Mapping Validation (page 3). 15

16 GIO - GMES Inicial Operations 16

17 International Charter of Space and Major Disasters CNES ESA CSA NOAA ISRO CONAE (Argentine Space Agency) JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) USGS Digital Globe GeoEye DMC CNTS (Algeria) NSRD ( Nigeria) UK Space CNSA (China) DLR KARI (Korea) 17

18 International Charter of Space and Major Disasters

19 International Charter of Space and Major Disasters Activações da Organização em

20 International Charter of Space and Major Disasters Rapid Mapping - Haiti 20

21 I&D no LNEC (DBB/NGA) SUBSIN RIVERSAR SERESE SERESE 21

22 SUBSIN - Utilização do InSAR na detecção e caracterização de subsidência e deslizamentos do solo na região de Lisboa Foram detectados pela primeira vez fenómenos de subsidência em Lisboa em 2004 (e confirmados em 2006), no âmbito do projecto GMES-Terrafirma, através da análise de interferogramas gerados a partir de séries multitemporais de imagens dos satélites ERS e ENVISAT ASAR. Mapa de PSI ASAR, realizado com 30 imagens ENVISAT SAR do período O mapa apresenta PS s, coloridos em função da velocidade anual de subsidência (LOS annual velocity). 22

23 SUBSIN - Utilização do InSAR na detecção e caracterização de subsidência e deslizamentos do solo na região de Lisboa Calibração com informação in situ Detalhe do mapa ERS PSI com as linhas de nivelamento (branco). A linha de nivelamento das Laranjeiras foi reobservada em 2009 (14 anos depois do nivelamento inicial). Também estão assinaladas as localizações das estações GPS sites 1, 2 and 3. 23

24 SUBSIN - Utilização do InSAR na detecção e caracterização de subsidência e deslizamentos do solo na região de Lisboa Detecção de evoluções entre 1985 e 2002 Avaliação do aumento da carga resultante da urbanização entre 1985 e 2002, sobreposta aos resultados do PSI ASAR 24

25 RIVERSAR - Exploração de imagens SAR para aperfeiçoar modelos de inundação no Rio Tejo O projecto RIVERSAR foca-se na modelação hidráulica de ondas de cheia na região do Baixo Tejo, procurando avaliar e reduzir a incerteza inevitavelmente associada ao processo de previsão da extensão inundada. O objectivo é produzir mapas de extensão de cheia para validação retrospectiva e sistemática de modelos hidráulicos de inundação, calibração dos parâmetros da resistência ao escoamento nesses modelos, e avaliação das capacidades preditivas das diferentes abordagens de modelação. Para contribuir para afinar os parâmetros é necessário compilar bases de dados de validação, consistindo em imagens (de alta resolução) de extensão de cheias, complementadas por registos hidrométricos. 25

26 RIVERSAR - Exploração de imagens SAR para aperfeiçoar modelos de inundação no Rio Tejo LNEC identificação da linha de cheia em imagens SAR e ópticas Georreferenciação Filtragem Segmentação Classificação 26

27 RIVERSAR - Exploração de imagens SAR para aperfeiçoar modelos de inundação no Rio Tejo Catálogo de Imagens de Cheias: ERS-1 JERS-1 WV02 Landsat ERS-2 Kompsat2 ENVISAT-1 Spot2 75 imagens filtros Parâmetros de segmentação Parâmetros de segmentação 27

28 RIVERSAR - Exploração de imagens SAR para aperfeiçoar modelos de inundação no Rio Tejo Pré-processamento - ortorrectificação Ortofotomapas 1: Resolução especial das imagens: 12.5m Modelo matemático de ortorrectificação: Toutin s Model (parâmetros orbitais) Sensor de imagem SAR Pontos Controlo (#) EMQ X (m) EMQ Y (m) EMQ (m) ERS-2* ERS-2** ENVISAT***

29 RIVERSAR - Exploração de imagens SAR para aperfeiçoar modelos de inundação no Rio Tejo Delimitação da zona de cheia Calibração das imagens A Calibração é necessária para termos valores de retroreflexão comparáveis ao longo do tempo Amplitude coeficiente de retroreflexão 29

30 RIVERSAR - Exploração de imagens SAR para aperfeiçoar modelos de inundação no Rio Tejo Selecção de filtros - testes Filtro de Lee 30

31 Análise de imagens orientada por objectos OBIA Object Oriented Image Analises SEGMENTAÇÃO O método de segmentação é um método de aglutinação de regiões ou de geração de aglomerados de píxeis. A segmentação da imagem em objectos é realizada à custa de um critério de homogeneidade. O critério de homogeneidade pode incidir sobre as características espectrais dos agrupamentos de píxeis ou sobre a forma dos objectos Parâmetros de segmentação escala, cor e forma (suavidade, compacidade) 31

32 Análise de imagens orientada por objectos OBIA Object Oriented Image Analises Classificação atribuição dos objectos às classes à custa de funções de pertença Features (bandas) - coeficiente de retrorreflexão, - logaritmo do coeficiente de retrorreflexão - altitude, - densidade dos objectos, - área dos objectos, - diferença entre os coeficientes de retrorreflexão da imagem de cheia e de uma imagem de referência para a classe de dúvida. 7 Nov

33 Análise de imagens orientada por objectos OBIA Object Oriented Image Analises SEGMENTAÇÃO Classificação atribuição dos objectos às classes à custa de funções de pertença 5 Jan

34 RIVERSAR - Exploração de imagens SAR para aperfeiçoar modelos de inundação no Rio Tejo Testes de validação - Comparação com Digitalização Manual Índices de área e perímetro Área comum: 89% Erros de comissão: 18% Erros de omissão: 11% 34

35 Análise de imagens orientada por objectos OBIA Object Oriented Image Analises SEGMENTAÇÃO Modelação 7 Nov

36 Análise de imagens orientada por objectos OBIA Object Oriented Image Analises SEGMENTAÇÃO Modelação 7 Nov 1997 Delimitação 7 Nov

37 DR na Gestão de Emergências CONCLUSÕES Utilidade e importância da DR na fase de Resposta ( Rapid Mapping) Utilidade e importância da DR na fase de Prevenção/Mitigação de Emergências (modelos de análise do risco, produção de cartografias de risco, previsão, alertas) Necessidade e investir em I &D para operacionalizar a utilização da DR na Gestão de Emergências Integração DR + In situ 37

38 Utilização de técnicas de PDI na monotorização de patologias em obras de Engenharia 38

39 Utilização de técnicas de PDI na monotorização de patologias em obras de Engenharia 39

40 Obrigada pela vossa atenção 40

41 Reconhecimento de Padrões por OBIA Bandas a utilizar para a discriminação dos objectos Níveis Radiométricos Textura Hierarquia Forma Valor médio Desvio padrão Razão Comprimento Largura Área Índice de Forma Vizinhanças Média Brilho Fronteiras relativas para os objectos vizinhos mais brilhantes Diferença média para os objectos vizinhos

42 PROGRAMAS EUROPEUS Os Serviços GMES são baseados em dados de monitorização da Terra, adquiridos a partir do espaço (satélites), na atmosfera (instrumentos aerotransportados, balões, etc), nos rios e oceanos (bóias, instrumentos a bordo de navios, etc.) ou em terra (estações terrestres, sismógrafos, etc.), e produzem informação na forma de mapas, conjuntos de dados, relatórios, alertas, etc.. 42

43 SERESE - Simulação de perdas decorrentes de sismos com o apoio de detecção remota Objectivos: (i)desenvolver uma metodologia para inventariar edifícios e a sua vulnerabilidade utilizando imagens de detecção remota (mitigação); (ii) Desenvolver procedimentos para a avaliação expedita de danos pós-sismo, baseados em detecção remota; iii) Calibração de modelos de danos e perdas; (iv) a análise do impacto de cenários sísmicos. 43

44 Gestão de Emergências - Fases - DR Recuperação Avaliação dos danos Reconstrução Monitorização da Reconstrução DR Disseminação do conhecimento adquirido Prevenção Análise da Perigosidade DR Análise do Risco DR Análise dos Impactos DR Educação das Populações DR Preparação Planeamento da Resposta Monitorização DR Previsão DR Sistemas de Alertas Resposta Declaração da Emergência Cartografias expedita da situação DR Intervenção

45 International Charter of Space and Major Disasters Rapid Mapping dano posssibilidade de dano dano web entulho 45

46 International Charter of Space and Major Disasters Rapid Mapping 46